[发明专利]铜管水平连铸二次结晶器及喷射降温方法

说明书

本发明公开了一种铜管水平连铸二次结晶器，包括通过螺栓连接结构连接在一起的前盖板和后盖板，前盖板具有前中心孔，后盖板具有后中心孔；前盖板上沿径向设有进水孔，前盖板与后盖板之间围成倾斜向后并朝向铸坯外表面的喷水孔，喷水孔在径向方向上向外与进水孔相连通且向内与前中心孔和后中心孔相连通，进水孔用于连接外置的高压水源。前盖板前部沿径向设有用于通入惰性气体的进气孔。本发明还公开了相应的喷射降温方法。本发明通过喷水降温，使铸坯具有更好的组织和性能；同时喷水方向与铸坯移动方向一致且位于铸坯外部，避免了以往二次回流带来的安全事故。惰性气体保护装置可以对高温铸坯形成有效的惰性气体保护层，防止发生氧化缺陷。

技术领域

本发明涉及一种水平连铸技术领域，尤其涉及一种二次结晶器。

背景技术

铜管材被应用到生活中的各个方面，目前制备铜管的主要方法有水平连铸法和挤压法。其中，水平连铸法具有设备投资小、生产效率高以及生产成本低等特点，在铜管制备中得到了广泛的应用。

尤其是在制冷换热用的空调管材制备过程中，绝大部分采取水平连铸法。金属在一次结晶器内凝固成初始坯壳，并在一次和二次结晶器的共同作用下完全凝固成铜管材。

当前使用的二次结晶器采取的是浸泡的方式，高温铜管从一次结晶器引出后直接浸泡到二次冷却水中，实现强制冷却。

由于采取浸泡的方式，管材牵引时可能出现问题，如发生牵引一半管材的情况下，二次结晶器的水流会顺着管材回流到一次结晶器甚至到保温炉前腔，引发爆炸事故。同时，对于一些合金，浸泡式的方式冷却强度过大，得到的铸坯难以具有良好组织和性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜管水平连铸二次结晶器，通过向铸坯外表面均匀喷水降温避免浸泡降温带来的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种铜管水平连铸二次结晶器，以铸坯生产时的移动方向为后向，反向为前向，包括通过螺栓连接结构连接在一起的前盖板和后盖板，前盖板具有用于穿过铸坯的前中心孔，后盖板具有用于穿过铸坯的后中心孔；

前盖板上沿径向设有进水孔，前盖板与后盖板之间围成倾斜向后并朝向铸坯外表面的喷水孔，喷水孔在径向方向上向外与进水孔相连通且向内与前中心孔和后中心孔相连通，进水孔用于连接外置的高压水源。

后中心孔的截面呈后大前小的喇叭形。

螺栓连接结构用于在线连续调节喷水孔出口部的宽度；螺栓连接结构包括在前盖板后端面上开设的前螺纹孔、在后盖板对应位置处开设的后螺纹孔、与前螺纹孔和后螺纹孔螺纹配合的连接螺栓以及套在连接螺栓上并压设在前盖板和后盖板之间的弹性垫片。

前盖板后端设有垫片槽，弹性垫片前端压设于垫片槽的槽底，垫片槽的中心线垂直于前盖板和后盖板的配合面。

前盖板前部沿径向设有用于通入惰性气体的进气孔，前盖板前端于径向内端处设有惰性气体保护通路，惰性气体保护通路呈环形并沿周向与前中心孔相连通，进气孔与惰性气体保护通路相连通；惰性气体保护通路的宽度用d1表示，0.5毫米≤d1≤1毫米。

喷水孔的喷水方向与铸坯母线的夹角为θ度，5≤θ≤40。

本发明还提供了采用上述铜管水平连铸二次结晶器进行的喷射降温方法，使用时铸坯由前向后通过前中心孔和后中心孔，通过高压惰性气体源向进气孔中通入惰性气体，同时通过高压水源向进水孔中通入高压水，惰性气体包绕铸坯表面从而隔离空气防止铸坯表面氧化，水由前向后喷射在铸坯表面从而使铸坯降温。

需要调节铸坯的冷却速度时，通过调节螺栓连接结构的拧紧程度，调节弹性垫片的压缩程度，进而调节调节前盖板和后盖板之间的间距D1，最终调节喷水孔出口部的宽度d2从而调节喷水孔的喷水量；喷水量小于等于100升/分钟并大于等于5升/分钟。

本发明具有如下的优点：